如何才能打造一個真正的數(shù)字化工廠

近年來，隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化工廠的打造成為了很多企業(yè)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。那么如何打造數(shù)字化工廠成為了首要問題。

數(shù)字化工廠的四個核心特點：產(chǎn)品的智能化、生產(chǎn)的自動化、信息流和物資流合一，提供了數(shù)字化工廠的打造方式和成功藍圖。

當(dāng)下，打造數(shù)字化工廠成為許多企業(yè)的重要目標(biāo)，但還沒有哪家企業(yè)宣布自己已經(jīng)建成了一座完全數(shù)字化的工廠。那么，數(shù)字化工廠是什么？如何才能打造一個真正的數(shù)字化工廠？

工廠數(shù)字化不僅僅是制造的數(shù)字化

現(xiàn)在常被提及的數(shù)字化工廠只是“智能制造”的一個組成部分。在智能制造之下，傳統(tǒng)的制造流程將被重組，其最終目的是要實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。其中個性化的客戶需求與設(shè)計，供應(yīng)商和制造商之間的信息接入與共享，售后服務(wù)的快速響應(yīng)等環(huán)節(jié)與數(shù)字化工廠一起，成為智能制造非常關(guān)鍵的組成部分。

數(shù)字化工廠不僅可以覆蓋從研發(fā)到售后的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，也可以拓展到橫向的供應(yīng)商管理領(lǐng)域 （見圖“數(shù)字化工廠的范圍”）。

研發(fā)工程端的工業(yè)4.0 應(yīng)用包括數(shù)字化協(xié)同合作、數(shù)字化模型和產(chǎn)品虛擬化，通過運用信息化技術(shù)，可以大大短研發(fā)周期、減少研發(fā)風(fēng)險、提高創(chuàng)新效率。供應(yīng)鏈管理主要從縱向，即產(chǎn)品生命周期管理，以及橫向，即供應(yīng)商整合管理兩個角度考慮工業(yè)4.0 的應(yīng)用，應(yīng)用層面非常廣泛，包括現(xiàn)在國內(nèi)較熟悉的智能工廠、智能供應(yīng)鏈、生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)等，可以幫助企業(yè)提升整個供應(yīng)鏈的效率，降低成本，以及規(guī)范化管理上游端供應(yīng)商質(zhì)量。再往后端推移，工業(yè)4.0 技術(shù)也可被廣泛應(yīng)用于設(shè)備智能維護及實時服務(wù)、打造數(shù)字化工作環(huán)境，以及運用數(shù)字化技術(shù)手段提高營銷效率，提供更優(yōu)質(zhì)的銷售及售后服務(wù)等。

數(shù)字化工廠的打造有別于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式

數(shù)字化可以讓制造型企業(yè)從根本上改頭換面。數(shù)字化工廠的核心特點是：產(chǎn)品的智能化、生產(chǎn)的自動化、信息流和物資流合一。目前，從世界范圍看，還沒有一家企業(yè)宣布建成一座完全數(shù)字化的工廠。西門子雖然在全球有樣板工廠，但還沒有在全球范圍進行全面推廣。領(lǐng)先的制造型企業(yè)正采用一系列的先進技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)乃至整條供應(yīng)鏈的數(shù)字化。這些技術(shù)包括大數(shù)據(jù)分析解決方案、端至端的實時規(guī)劃和互聯(lián)、自控系統(tǒng)、數(shù)字孿生等。憑借這些技術(shù)，效率得以提升，企業(yè)能夠批量生產(chǎn)高度定制化的產(chǎn)品。然而，想要完全發(fā)揮出數(shù)字化的潛力，企業(yè)仍需要與主要供應(yīng)商和大客戶實時互聯(lián)。

在討論數(shù)字化工廠的未來圖景時，提到最多的是“大規(guī)模定制化生產(chǎn)”，這需要企業(yè)從6個維度建立相關(guān)的企業(yè)能力：

強大的客戶需求收集和分析能力；

社會化交互的產(chǎn)品研發(fā)體系；

模塊化、智能化的產(chǎn)品制造工藝；

高靈活度的供應(yīng)鏈管理；

與客戶需求匹配的生產(chǎn)能力（包括設(shè)備維護能力）；

智能的庫存和物流管理體系。

除了大規(guī)模定制化生產(chǎn)，數(shù)字化工廠的未來圖景還包括能源的節(jié)約（據(jù)測算有大約12% 的能源節(jié)約空間），讓供應(yīng)鏈更加安全，以及準(zhǔn)確地尋找到相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业膯栴}解決方式。而且數(shù)字化工廠的生產(chǎn)模式不僅局限于生產(chǎn)終端消費品的企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè)一樣可以通過實踐數(shù)字化工廠來更好地滿足客戶需求、降低成本、提高交付效率、合理管理產(chǎn)能。

中國制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

德國“工業(yè)4.0”、美國“第三次工業(yè)革命”、中國“制造業(yè)2025”，世界各國紛紛提出新一代制造理念，主要是為了指導(dǎo)工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，在數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的全球大環(huán)境下，拉動傳統(tǒng)制造往智能制造方向升級，從而滿足未來市場更快速、更個性化的需求響應(yīng)，并實現(xiàn)更低的制造成本（見圖“工業(yè)4.0 的演進過程”）。

德國的“工業(yè)4.0”是以“智能制造”為發(fā)展目標(biāo)，建設(shè)“數(shù)字化工廠”，通過信息技術(shù)、廣泛互聯(lián)、信息交互、流程再造等一系列手段，滿足消費者差異化、定制化的需求，提高生產(chǎn)的活性，以及向管理者提供更佳的決策支持。

美國的“第三次工業(yè)革命”提出得比較早，更多強調(diào)的還是信息化和自動化對制造業(yè)的沖擊和影響。當(dāng)然美國的制造業(yè)領(lǐng)先企業(yè)也對制造業(yè)的智能化趨勢進行了布局和研究，比如通用電氣公司提出的工業(yè)互聯(lián)（Industrial Internet）概念，其方向側(cè)重于將機器分析、行業(yè)洞察、自動化和商業(yè)預(yù)測連接起來?！吨袊圃?025》于2015 年出臺，成為中國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)。實施制造業(yè)創(chuàng)新中心建設(shè)、智能制造、綠色制造、工業(yè)強基和高端裝備創(chuàng)新五項工程，開展質(zhì)量提升和服務(wù)型制造兩項專項行動。其戰(zhàn)略路徑是以創(chuàng)新驅(qū)動為動力和引領(lǐng)，以工業(yè)強基和質(zhì)量提升為基礎(chǔ)，以智能制造為主攻方向，以綠色制造和服務(wù)型制造為側(cè)翼。

總體來說，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在中國還剛剛起步，在未來邁向智能制造、數(shù)字化工廠之時，也要充分利用目前中國制造業(yè)企業(yè)已廣泛應(yīng)用的工業(yè)自動化設(shè)備。

未來的數(shù)字化工廠首先是基于重新設(shè)計的生產(chǎn)流程、供應(yīng)鏈管理流程、產(chǎn)品再設(shè)計，以及數(shù)據(jù)收集分析和決策系統(tǒng)。它需要形成一個標(biāo)準(zhǔn)，自動化設(shè)備需要接入這樣的生產(chǎn)體系——第一，需要具備的是功能和應(yīng)用場景的豐富化，滿足生產(chǎn)需求；第二，滿足信息采集的需求，這里的信息包括產(chǎn)品信息和操作信息；第三，要在實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的同時（工序工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，零部件的標(biāo)準(zhǔn)化）保留一定的生產(chǎn)柔性；最后，自動化設(shè)備的使用界面友好、維修養(yǎng)護費用較低、調(diào)試簡單等特性也會加快此類設(shè)備的普及。